Monitores

6 Monitores.
El monitor es un periférico de salida de
datos y es imprescindible para obtener una
comunicación clara y precisa con el
ordenador. Al igual que otros periféricos, el
monitor no se conecta directamente a la
CPU, sino que necesita de un controlador
que haga de puente entre microprocesador
y monitor, este controlador es la tarjeta
gráfica, comentada en el tema anterior. Es
muy importante que tarjeta gráfica y
monitor estén en concordancia en cuanto a
características; de poco sirve comprar una tarjeta de vídeo muy buena con un
monitor de bajas prestaciones y viceversa.
A simple vista, parece que el monitor no haya evolucionado mucho desde
los primeros monitores VGA que aparecieron con los primeros ordenadores con
tarjeta gráfica; sin embargo, sí han sido muchas las mejoras que han ido
incorporando y que han redundado notablemente en la calidad de la imagen
mostrada.

Ilustración 6.1. Monitor con ajustes digitales SVGA.

6.1 Características.
Antes de analizar los distintos tipos de monitores, haremos un repaso de las
características que los diferencian. De momento nos centraremos en los
monitores clásicos con Tubo de Rayos Catódicos (TRC) y más adelante
comentaremos las actuales pantallas de plasma.
• Tamaño: Viene determinado por la longitud de la diagonal de la zona útil
de la pantalla, es decir, la diagonal del tubo de rayos catódicos TRC
(idéntico al utilizado por una televisión convencional). Se mide en
pulgadas, siendo valores típicos 14”, 15”, 17”, 21”ó 27”. También existen
tamaños mayores, pero están dedicados a usos muy específicos.
• Relación de aspecto: La relación de aspecto determina el tamaño
horizontal con respecto al vertical o viceversa. En los monitores de
ordenador se utiliza la misma relación de aspecto que en los televisores
normales, es decir, 3:4. Esto quiere decir que si la dimensión horizontal
del monitor es H, entonces la dimensión vertical es V=3/4H. Sabiendo la
relación de aspecto y el tamaño en pulgadas del monitor, es fácil
determinar las dimensiones horizontal y vertical del monitor. Por
ejemplo, si disponemos de un monitor de 15” con relación de aspecto
4:3, tendremos que:

En general, H = 2 Χ el tamaño del monitor en pulgadas y V = 0,75 Χ
Horizontal.
Por último, comentar que existen monitores con relación de aspecto 4:3,
es decir, más alto que ancho, como si el monitor estuviese volcado de un
lado. Este tipo de monitores se utiliza en artes gráficas y con programas
de edición de texto, puesto que así se aprovecha mejor el espacio de
pantalla cuando se trabaja con documentos horizontales.
En los ordenadores portátiles se están comenzando a estandarizar las
pantallas con formato 16:9 pensadas mayormente para entornos
multimedia donde se reproducen películas de vídeo.
• Resolución gráfica: La resolución gráfica nos indica el número de píxel
horizontales y verticales que el monitor es capaz de representar en
pantalla, entendiendo por píxel cada uno de los puntos que conforman la
imagen a representar, no debemos confundir la resolución gráfica
con la resolución física, determinada por el tamaño del punto que
veremos a continuación. La resolución gráfica realmente la fija la tarjeta
gráfica, pero el monitor debe ser capaz de soportarla. Los valores
estándar de resolución más usuales son: 640 x 480, 800 x 600, 1024 x
768, 1280 x 1024 y 1600 x 1200 puntos.
• Tamaño del punto: También denominado dot pitch. Indica el tamaño
de la tríada de luminóforos que forman cada punto físico de la pantalla.
Si observamos la pantalla del ordenador con una lupa en una zona de
imagen blanca, observaremos que está formada por multitud de puntos
(luminóforos) de color Rojo, Verde y Azul. Al conjunto de cada tres
luminóforos de los colores básicos se le denomina tríada de luminóforos
y conforman un punto físico de imagen. El tamaño de esta tríada será el
tamaño mínimo de un punto de cualquier color representado en la
pantalla y técnicamente se llama dot pitch y se expresa en milímetros.
Los valores típicos son 0’31, 0’28 mm y 0’25 mm. Este parámetro es
muy importante para determinar la máxima resolución que puede
alcanzar el monitor manteniendo una calidad aceptable. Existen en el
mercado monitores de 14”, que por sus características de frecuencias
horizontal y vertical que veremos más adelante, permiten visualizar
resoluciones de hasta 1024 x 768 píxel; Sin embargo, no tienen puntos
físicos suficientes (tríadas de luminósforos) para representarlos, con lo
que, a estas resoluciones las imágenes no son nada nítidas y se aprecia
una pérdida considerable en la calidad de imagen que hace que no
podamos trabajar adecuadamente. Ejemplo: calculemos el número de
puntos físicos que dispone un monitor de 14“ con un dot pitch de 0,31.
Según vimos anteriormente, el valor del eje horizontal será:

Lo que implica que la máxima resolución real que puede verse en el
monitor sin pérdida de calidad por este motivo es de 900 x 670 puntos.
• Frecuencia Horizontal: Determina el rango de frecuencias que soporta
el monitor para realizar el barrido horizontal. Como barrido horizontal
debemos entender el número de líneas que el monitor es capaz de
representar en un segundo. Los valores más utilizados son: 31,2 y 31,5
KHz, 35,2 y 35,5 KHz, 48,0 y 48,7 KHz y 56,4 KHz. Por tanto, si
queremos representar una imagen con una resolución de 800 x 600 en
un monitor que trabaje a una frecuencia de horizontal de 35,5 KHz, el
número de cuadros o imágenes máximo que podremos visualizar en un
segundo será:

La mayoría de los monitores actuales son multiscan, esto quiere decir
que no trabajan a una única frecuencia de barrido horizontal, sino que
trabajan en un rango más o menos amplio, por ejemplo, el monitor
SAMTRON SC-428TX+/txl+ nos indica en su manual técnico:
Scan Frecuencies Horizontal: 31,5KHz/35,2 KHz/ 35,5 KHz/37,8 KHz/
48,4 KHz.
El cambio entre estas frecuencias se realiza de forma automática de
acuerdo a la señal que el monitor recibe de la tarjeta gráfica.
• Frecuencia Vertical: Determina el rango de frecuencias que soporta el
monitor para realizar el barrido vertical. Como barrido vertical debemos
entender el número de cuadros o imágenes que el monitor es capaz de
representar por segundo. Si el monitor trabaja en modo entrelazado, el
barrido vertical corresponde al doble del número de imágenes que es
capaz de representar, puesto que cada imagen está compuesta por dos
cuadros.
o No entrelazado: Cada imagen está compuesta por un cuadro,
por tanto, en cada barrido vertical se genera una imagen
completa.
o Entrelazado: Sistema utilizado en televisión y en algunos
monitores antiguos. Cada imagen se divide en dos cuadros, el
primero está compuesto por las líneas impares y el segundo por
las líneas pares, cada una de estas imágenes parciales se la
denomina cuadro. En el primer barrido vertical se presenta el
cuadro correspondiente a las líneas impares y en el siguiente
barrido vertical se representa el cuadro correspondiente a las
líneas pares. La emisión sucesiva y rápida de estos cuadros
proporciona una imagen subjetiva que el ojo interpreta como una
única imagen. Este sistema nos permite representar imágenes
con mucha resolución en monitores con poca frecuencia de
barrido vertical sin que el ojo acuse demasiado el cansancio
visual producido por el parpadeo de la imagen, ya que en este
caso, la mitad de las líneas se representan en un cuadro y la otra
mitad en el siguiente.
Para que la vista no acuse el parpadeo de la imagen, es
necesario que la imagen se refresque al menos 50 veces por
segundo en televisión y 24 o 25 imágenes por segundo en cine.
Por tanto, las frecuencias utilizadas en los monitores son: 56 Hz,
60 Hz, 62 Hz, 70 Hz, 72 Hz, 75 Hz, 86 Hz y 90 Hz, aunque existen
monitores con otras frecuencias intermedias. Está claro que
cuanto mayor sea esta frecuencia, menor será el cansancio visual
del usuario. Este sistema está en desuso por presentar muy poca
calidad y un efecto muy molesto denominado Flicker que se
produce cuando una línea muy fina cae entre dos líneas, una par
y otra impar, de forma que unas veces aparece en la línea par y
otra en la impar produciendo una especie de parpadeo y
vibración.
• Ancho de banda: Viene determinado por la máxima frecuencia de vídeo
que soporta el monitor y es muy importante, ya que de este parámetro
depende directamente la máxima resolución horizontal del monitor. El
caso más desfavorable en la transmisión de una señal es cuando en una
línea horizontal, los puntos alternan entre dos valores extremos, por
ejemplo entre blanco y negro, como si fueran los cuadros de un tablero
de ajedrez. En este caso, la señal de vídeo generada es un tren de
pulsos como el siguiente:

Ilustración 6.2. Señal de vídeo correspondiente a una imagen formada por barras blancas y
negras con el espesor de un píxel.
Si tenemos en cuenta que el tiempo que dura una línea está
determinado por la frecuencia de barrido horizontal, podemos establecer
una relación entre frecuencia horizontal, ancho de banda y resolución
máxima horizontal admisible.
Por ejemplo, un monitor que trabaje con una frecuencia de horizontal de
48,4 KHz y que tenga un ancho de banda de 35 MHz, podrá representar
una resolución horizontal máxima de:

Mientras que si el monitor tiene un ancho de banda de 65 MHz, la
resolución máxima será el doble, es decir, más de 1400 puntos. Como
puede comprobarse, el primer monitor no podrá trabajar con
resoluciones de 1024 x 768 sin una perdida apreciable de calidad,
mientras que el segundo funcionará sin problemas.
Como consecuencia podemos decir que cuanto mayor sea la resolución
a presentar en nuestro monitor, mayor será el ancho de banda necesario
para obtener una calidad óptima. No debemos confundir este ancho de
banda con el de la tarjeta gráfica que es muy superior como se comentó
en el tema anterior.
• Profundidad de color: Todos los monitores VGA y SVGA utilizan
señales de vídeo analógicas y su tratamiento interno también es
analógico, por tanto, el número de colores que pueden representar es
ilimitado. Es la tarjeta gráfica quién genera la señal de vídeo y quien
limita el número de colores que se representan en el monitor.
En los monitores TFT y de plasma para ordenadores, las señales de
entrada de vídeo pueden ser analógicas o digitales, aunque actualmente
las más utilizadas son las analógicas, ya que se utilizan con las mismas
tarjetas gráficas que los monitores convencionales TRC. Pero, en
cualquiera de los casos, también sucede algo similar, siendo la tarjeta
gráfica quien determina el número máximo de colores a representar. Por
tanto es un aspecto en el que no debemos preocuparnos a la hora de
adquirir un monitor.
• Pureza de color: Otro aspecto distinto es la pureza de color, que
también podríamos denominar calidad del color. Antes de nada,
debemos tener en cuenta que, aunque es un parámetro objetivo que se
puede medir, lo normal es entenderlo como un efecto subjetivo que
depende en sí de la pureza de los tres colores básicos rojo, verde y azul
(RGB – Red, Green y Blue), que conforman el tubo o pantalla del
monitor, y que nos dará una sensación de calidad y realismo de las
imágenes reproducidas. Para evaluar este efecto, sería necesario utilizar
un dispositivo perfectamente calibrado que genere una señal de vídeo
patrón que produzca en pantalla una imagen completamente roja, verde
y azul, evaluándose en cada caso dos aspectos: primero la calidad en
cuanto a tonalidad (longitud de onda) emitida por los luminóforos de la
pantalla. Y segundo, la uniformidad de la tonalidad en todo el área útil de
pantalla. Si estos dos aspectos son buenos para los tres colores
básicos, la calidad de la imagen será buena y los colores realistas.
• EPA ENERGY STAR y TCO 95: Los monitores ENERGY y TCO 95
están preparados para soportar el modo DPMS o APM de bajo consumo
que soportan las placas madre actuales. También tiene implicaciones
medio ambientales asegurando que su manufacturación cumple normas
que aseguran que los materiales y productos utilizados en su fabricación
producen el mínimo impacto medioambiental posible y están preparados
para su futuro reciclado.
Los modos de funcionamiento en bajo consumo son:

Tabla 6-1. Modos de funcionamiento de bajo consumo de un monitor.
Los estados de bajo consumo permiten que el monitor consuma muy
poca potencia y el tubo no se desgaste volviendo al estado de trabajo en
el momento que el ordenador se lo indique. Los monitores que utilizan el
estado de bajo consumo y que están conectados a placas ATX con
apagado automático, no es necesario que se apaguen totalmente con el
botón de power, puesto que están preparados para mantener el estado
de apagado parcial durante todo el tiempo que sea necesario y el
consumo es similar al de cualquier vídeo en modo apagado (Stand by) o
un televisor en este mismo estado.
• Full screen: Esta característica nos indica si la imagen puede completar
toda la zona útil de pantalla o no. Los monitores antiguos que no eran
Full screen dejan en los bordes de la pantalla una zona de un
centímetro o más que no son capaces de utilizar, lo que implica una
pérdida sustancial de luminóforos que no podrán ser utilizados. Los
monitores Full screen sí que rellenan toda la pantalla con imagen
aprovechando al máximo las dimensiones del tubo de imagen. Las
pantallas de plasma y TFT que se estudiarán más adelante no presentan
este problema, aunque con determinadas tarjetas gráficas no adaptadas
a este tipo de monitores puede presentarse un efecto similar en el que la
imagen no completa toda la zona útil de la pantalla.
En muchos casos, este problema también se presenta por la utilización
de un driver de vídeo no adecuado a la tarjeta gráfica instalada en el
ordenador.
• Conectores: Los monitores con anchos de banda no muy elevados,
hasta 80 o 100 MHz, utilizan para conexionarse con la tarjeta gráfica un
cable de tipo manguera en cuyo interior se encuentran tres cables
coaxiales con malla de masa que se utilizan para la transmisión de las
señales RGB de vídeo y tres o cuatro hilos o cables sin malla utilizados
para los sincronismos y algunas señales de control de la administración
de energía. En estos casos, el conector utilizado para la conexión con la
tarjeta es del tipo D-SUB macho de 15 terminales en tres filas.

Ilustración 6.3. Conector D-SUB 15 con el nombre de las señales de cada terminal.
Los monitores con un ancho de banda elevado, superior a 100 MHz
suelen utilizar mangueras compuestas por 5 cables coaxiales de alta
calidad o directamente 5 cables coaxiales independientes que se unen
mediante bridas. En estos casos, la conexión se realiza mediante
conectores BNC similares a los utilizados en la conexión de las tarjetas
de red D-BASE 10.

Ilustración 6.4. Cable de conexiones con los señales de video y sincronismo separadas.
• Controles analógicos o digitales (OSD): Uno de los errores que se
comete cuando se habla de monitores digitales es pensar que el
tratamiento de la imagen se realiza digitalmente. Los monitores que se
anuncian como digitales, únicamente tienen digitales los circuitos que
controlan los ajustes del monitor, es decir, en vez de potenciómetros de
ajuste utilizan pulsadores que mediante circuitos digitales hacen la
misma tarea que los potenciómetros analógicos de los monitores
antiguos. Por tanto, estos monitores no presentan ninguna mejora en la
imagen respecto a los no digitales, al contrario, puede y de hecho, hay
monitores con controles analógicos que tienen más calidad de imagen
que muchos de los monitores digitales que se venden en la actualidad.
Este no debe ser un parámetro que nos decida a comprar un monitor,
los parámetros verdaderamente importantes son los correspondientes a
frecuencias y resoluciones anteriormente citados.
Los menús que aparecen en la pantalla del monitor cuando se accede a
la calibración o Setup, se denominan Menús OSD (On Screen Control,
controles en pantalla).
6.2 Otras prestaciones.
• Pantalla plana: Hoy en día la mayoría de los monitores de 15” o
superiores ofrecen una PANTALLA PLANA Y CUADRADA (FST -
Flat Square Tube). La pantalla plana permite reducir la deformación
de las imágenes en las esquinas, y el formato cuadrado, no de la
carcasa del monitor, sino de la pantalla permite un mayor
aprovechamiento de las esquinas para estirar la imagen hasta el
borde de la carcasa del tubo.
• Norma DDC: Actualmente, muchos monitores soporten la norma
DDC (canal de datos de visualización), una extensión de la norma
Plug&Play, la cual permite que la tarjeta gráfica se comunique
directamente con el monitor, detectándose mutuamente y ajustando
las resoluciones y las frecuencias de refresco máximas sin
intervención del usuario. Esto facilita la instalación del monitor, pero
en caso de no soportar esta norma, debemos instalar los drivers
suministrados con el monitor o ajustar manualmente en la
configuración de la tarjeta gráfica las frecuencias de refresco
soportadas, atendiendo siempre al manual del monitor.
6.3 Controles y Menú OSD.
Como se ha comentado anteriormente, el menú de opciones que aparece en la
pantalla del monitor cuando se accede a la calibración o Setup, se denomina
Menú OSD (On Screen Control, controles en pantalla) y está bastante estandarizado.

A continuación se comentan los controles típicos que suelen llevar los monitores,
teniendo en cuenta que los iconos pueden variar ligeramente de un modelo a
otro y que, en algún caso, puede que alguna de las funciones que se exponen
no aparezcan, o que aparezca alguna otra distinta:

• LED de encendido: El LED de encendido suele disponer de dos
colores, el verde indica que el monitor está encendido en modo de
trabajo y el amarillo indica que el monitor se encuentra en alguno de los
modos de bajo consumo y por tanto, la pantalla se encuentra en negro.
Para acceder a estos controles podemos encontrarnos con
potenciómetros que producen un ajuste analógico, o con una serie de
pulsadores que realizan el control digital y que nos introducen en el Menú
OSD. Estos pulsadores digitales presentan una forma similar a la siguiente,
aunque pueden variar ligeramente sus funciones y aspecto, sobre todo la forma
de acceder y salir del Menú OSD:

Ilustración 6.5. Detalle de los controles de un monitor digital.
1. Interruptor de encendido.
2. Indicador de encendido y bajo consumo.
3. Botón de aumento: Aumenta el valor de la función seleccionada.
4. Botón de disminución: Disminuye el valor de la función seleccionada.
5. Función a la derecha: Avanza al icono o función siguiente.
6. Función a la izquierda: Retrocede al icono o función anterior.
• Recall: Pulsando al tiempo los botones + y – se accede al modo de
calibración o configuración del monitor, Menú OSD.
• Exit: Pulsando al tiempo los botones < y > se sale del modo de
calibración o configuración

6.4 Tubo de imagen.
El tubo de imagen es el elemento más importante de un monitor, ya que la
calidad visual del monitor está determinada en un alto grado por la calidad del
tubo. Si el tubo de imagen es de mala calidad, por muy buenos y sofisticados
que sean los circuitos electrónicos que lo controlen, la calidad de imagen será
siempre mala.
Un tubo de imagen consta básicamente de tres elementos, que son:
• Cañón: Es la parte más estrecha del tubo de imagen y en él se
encuentran los tres ánodos (tubo de color) que emitirán los haces de
electrones que conformarán la imagen en la pantalla, las rejillas de
control que afinarán el haz convirtiéndolo en un fino pincel del
tamaño de un luminóforo de color.

Ilustración 6.6. Vista del tubo de imagen de un monitor.
• Yugo de deflexión: Está
constituido por dos juegos de
bobinas llamadas deflectoras que
se encargarán de que los haces de
electrones puedan barrer toda la
zona útil de la pantalla generando
la imagen correspondiente. Estas
bobinas son comandadas por las
señales en diente de sierra del
barrido vertical y horizontal. El
diente de sierra horizontal es el encargado de generar el movimiento
horizontal del haz y, por tanto, de generar las líneas de imagen. Por
su parte, el barrido vertical, desplazará el haz verticalmente de arriba
hacia abajo evitando que las líneas se superpongan una encima de
otra. Una vez que el haz de electrones llega al límite inferior de la
pantalla, el barrido vertical retorna muy rápidamente a su posición de
origen en la parte superior de la pantalla. Durante el ascenso del haz,
se suprime el haz de electrones para que no se aprecie el
denominado retrazado vertical, la señal que interrumpe el haz
durante este instante de tiempo se denomina señal de borrado y dura
unas cuantas líneas horizontales.

Ilustración 6.7. Detalle de las bobinas deflectoras de un tubo de imagen.

Ilustración 6.8. Cronogramas de los barridos de un monitor.
• Pantalla: Es la zona visible del tubo donde inciden los haces de electrones.
Está formado básicamente por dos elementos que son:
o Pantalla luminiscente: Constituida por una lámina compuesta por
miles de tríadas de luminóforos con los colores básicos rojo, verde y
azul (RGB).
o Máscara: Es una especie de red que se pone justo por delante de la
pantalla luminiscente y evita que los electrones choquen fuera de los
luminóforos.
La máscara es un elemento muy importante en el tubo e influye
enormemente en la nitidez de la imagen. Básicamente existen tres
tipos de máscara según la forma y distribución de las celdas.

Ilustración 6.9. Detalle de las máscaras de un tubo de imagen.
Máscara de sombras: Este tipo de máscara utiliza luminóforos
dispuestos en forma de triángulos por lo que también es conocida
como máscara Delta. Cuanto mayor número de tríadas mayor
definición, pero menor número de electrones intercepta la tríada,
ya que es muy probable que el electrón choque con la propia
máscara y por tanto, el brillo disminuye. Aún así, la calidad es
muy buena y su precio bajo; por ese motivo, son las más
utilizadas en los equipos dedicados al sector no profesional.
Máscara de franjas: Es la utilizada por los tubos Triniton
fabricados por Sony. Los luminóforos de las tríadas se disponen
en paralelo de forma que la unión de todas las tríadas de una
columna aparentan formar franjas de color. La máscara incorpora
unos finísimos filamentos que dirigen los electrones hacia los
luminóforos, de forma que no hay pérdida de electrones por
choque con la propia máscara si hacemos los luminóforos y
orificios de la máscara muy pequeños. El problema que presentan
estos tubos es la sensibilidad a las vibraciones, ya que un golpe o
vibración hace vibrar los filamentos y éstos a la imagen con gran
facilidad.
Máscara ranurada: Esta máscara desarrollada por NEC intenta
resolver los problemas de brillo de las máscaras de sombras y lo
consigue haciendo que los orificios de la máscara sean elípticos
en lugar de redondos permitiendo una mayor entrada de
electrones.
• Convergencia: El tubo de rayos catódicos de un monitor en color está
compuesto, como ya se ha comentado, por tres cañones que emiten
electrones hacia la pantalla para generar la imagen que nosotros vemos.
En la pantalla es donde se encuentran las tríadas de luminóforos que se
iluminarán cuando los electrones provenientes del haz incidan sobre
ellas. Los tres haces viajan paralelos y cada uno de ellos lleva la
información correspondientes a uno de los tres colores primarios, por
tanto, cada uno deberá incidir únicamente en el elemento de la tríada
que tenga el color correspondiente a la información que transporta. Si
por cualquier motivo, normalmente un mal ajuste o desgaste con el
tiempo, los haces de electrones se separan, la información se distribuye
a las tríadas de color contiguas produciendo un efecto de división en 2 ó
3, los puntos o líneas que queremos representar. Este efecto es más
notable cuanto más se desplaza el haz de electrones a la periferia de la
pantalla, puesto que la distancia que debe recorrer el haz de electrones
en esos puntos es mayor que en el centro de la imagen. Las
convergencias se ajustan de dos formas distintas, mediante unos
circuitos electrónicos que en los monitores actuales no admiten muchos
ajustes, y mediante un montón de imanes que se distribuyen sobre el
yugo de deflexión. Todos estos imanes, con diferentes formas y
colocaciones, se ajustan en fábrica y salvo que dispongamos de
suficientes conocimientos al respecto,
lo mejor es no tocarlos, puesto que
podemos desajustar completamente el
tubo y quedará inutilizable por
completo.

• Baja radiación: Este parámetro indica
que el tubo de imagen incorpora un
filtro contra las radiaciones
perjudiciales que emite. Actualmente,
todos los monitores incorporan esta
característica y, por tanto, no es
conveniente colocar un filtro externo que sólo reducirá la vida del tubo de
imagen, puesto que estos filtros externos reducen la luminosidad del
monitor obligándonos a ajustar la luminosidad a un valor superior en
detrimento de la vida del tubo.
• Ángulo de deflexión: Este parámetro determina el ángulo de deflexión
máximo del tubo de imagen o tubo de rayos catódicos, TRC. Los TRC
con poco ángulo de deflexión (90º) son más alargados y por tanto, los
monitores presentan una mayor profundidad en sus medidas. Los TRC
con ángulos de deflexión grandes (110º) son más cortos y por tanto, los
monitores son menos profundos.

Ilustración 6.11. Ángulo de deflexión de un tubo de imagen.